СПОСОБ ТЕРМОХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПЛАСТА Российский патент 2018 года по МПК E21B43/24 C09K8/524 C09K8/592 

Описание патента на изобретение RU2675394C1

Предложение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности, к способам термохимической обработки призабойной зоны нефтяного пласта.

Известен способ термохимической обработки нефтяного пласта (пат. RU №2401941, МПК Е21В 43/22, Е21В 43/24, С09К 8/524, опубл. 20.10.2010 г., бюл. №29), включающий раздельную закачку компонентов горюче-окислительного состава (ГОС) и инициатора горения (ИГ).

В качестве ГОС используют водный раствор с водородным показателем рН 4-7, включающий, мас. %: селитру - 5-25, карбамидно-аммиачную смесь КАС-32 - остальное, в качестве ИГ используют водный раствор с водородным показателем рН 12-14, включающий, мас. %: нитрит щелочного металла - 15-45, воду - остальное.

Недостатком известного способа является низкая эффективность из-за ограниченной зоны обработки пласта, а также сложность приготовления растворов с необходимыми параметрами в промысловых условиях.

Известны термохимический состав и способ применения для обработки призабойной зоны и удаленной зоны продуктивного пласта (пат. RU №2525386, МПК Е21В 43/24, С09К 8/592, опубл. 10.08.2014 г., бюл. №22), включающий последовательную закачку в скважину термогазохимического состава, содержащего горюче-окислительный бинарный состав (ГОБС) и инициатор реакции.

Недостатком известного способа является низкий охват пласта термическим воздействием вследствие того, что в пласте не происходит полное перемешивание оторочек ГОБС и инициатора реакции. Термохимическая реакция протекает лишь на границе соприкосновения оторочек друг с другом, основная часть состава остается в пласте непрореагировавшей.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ термохимической обработки нефтяного пласта (пат. RU №2203411, МПК Е21В 43/25, Е21В 37/06 опубл. 27.04.2003 г., бюл. №12), включающий закачку в пласт термохимического состава, содержащего водный раствор нитрита натрия при следующем содержании компонентов, мас. %:

нитрит натрия 8-100 вода остальное,

и водный раствор инициатора реакции при следующем соотношении компонентов, мас. %:

сульфаминовая кислота 13-36 вода остальное.

Водный раствор инициатора реакции дополнительно содержит реагент, нейтрализующий сульфаминовую кислоту до степени не более 97%, в качестве такого реагента используют технический водный аммиак, карбонат или гидрокарбонат аммония, гидроксид, карбонат или гидрокарбонат щелочного металла или их смесь, объемное соотношение органического растворителя и остальных компонентов термохимического состава составляет (0,5-3):1, в качестве органического растворителя используют алифатический или ароматический углеводород, или нефть, или их смесь, а состав содержит дополнительно эмульгатор.

Недостатком способа является малая эффективность теплового воздействия на пласт из-за интенсивного взаимодействия сульфаминовой кислоты с нитритом натрия.

Технической задачей предложения является повышение эффективности теплового воздействия на пласт за счет увеличения времени достижения максимальной температуры разогрева реакционной смесью водных растворов нитрита натрия и сульфаминовой кислоты.

Техническая задача решается способом термохимической обработки пласта, включающим закачку в пласт водного раствора нитрита натрия при следующем соотношении компонентов, мас. %:

нитрит натрия 17-46 вода пресная остальное и водного раствора сульфаминовой кислоты.

Новым является то, что водный раствор сульфаминовой кислоты с рН=4,0-5,0 дополнительно содержит уксуснокислый аммоний при следующем соотношении реагентов, мас. %:

сульфаминовая кислота 20-50 гидроксид натрия или аммиак водный 8-30 уксуснокислый аммоний 1-7 вода пресная остальное,

причем закачку в пласт указанных водных растворов осуществляют в объемах, обеспечивающих стехиометрическое взаимодействие нитрита натрия и сульфаминовой кислоты.

Для осуществления способа термохимической обработки пласта используют:

- нитрит натрия, выпускаемый по ГОСТ 19906-74;

- сульфаминовую кислоту, представляющую собой белые негигроскопичные кристаллы без запаха с молекулярной массой 97,1 г/моль;

- гидроксид натрия (натр едкий технический), выпускаемый по ГОСТ 2263-79;

- аммиак водный, выпускаемый по ГОСТ 9-92;

- уксуснокислый аммоний, представляющий собой бесцветные гигроскопические кристаллы, легко растворимые в воде и спирте, выпускаемые по ГОСТ 3117-78;

- воду пресную.

Для увеличения растворимости сульфаминовой кислоты в воде, для повышения теплового эффекта термохимической обработки пласта используют сульфаминовую кислоту с добавкой аммиака водного или гидроксида натрия. Реакция нейтрализации сульфаминовой кислоты сопровождается образованием натриевой или аммонийной соли сульфаминовой кислоты:

NaOH+NH2SO3H→NaNH2SO3+H2O;

NH4OH+NH2SO3H→NH4NH2SO32O.

В кислой среде (при рН<5,0), при взаимодействии нитрита натрия с натриевой или аммонийной солью сульфаминовой кислоты протекает окислительно-восстановительная экзотермическая реакция:

NaNH2SO3+NaNO2→Na2SO4+H2O+N2+Q;

NH4NH2SO3+2NaNO2→Na2SO4+3H2O+2N2+Q.

Соль сульфаминовой кислоты содержит амидную группу, которая окисляется в кислой среде нитритом натрия.

При взаимодействии аммонийной соли сульфаминовой кислоты с нитритом натрия кроме окисления амидной группы сульфаминовой кислоты окисляется и катион аммония.

Экспериментально установлено, что при взаимодействии нитрита натрия и соли сульфаминовой кислоты при рН>4,0 увеличивается время достижения максимальной температуры разогрева реакционной смесью водных растворов нитрита натрия и сульфаминовой кислоты. Увеличение времени достижения максимальной температуры разогрева реакционной смесью водных растворов нитрита натрия и сульфаминовой кислоты удалось достигнуть путем дополнительного введения в водный раствор сульфаминовой кислоты уксуснокислого аммония.

Дополнительное введение в водный раствор сульфаминовой кислоты определенного количества уксуснокислого аммония приводит к образованию сложной буферной системы, поддерживающей рН раствора от 4,0 до 5,0.

Способ осуществляют в следующей последовательности.

Для приготовления водного раствора нитрита натрия в пресную воду при постоянном перемешивании механической мешалкой дозируется нитрит натрия в товарной форме.

Для приготовления водного раствора сульфаминовой кислоты в пресную воду при постоянном перемешивании механической мешалкой дозируется сульфаминовая кислота и гидроксид натрия или водный аммиак в товарной форме. Реакция нейтрализации сульфаминовой кислоты сопровождается выделением тепла, поэтому необходимо предусмотреть охлаждение емкости, в которой происходит смешивание. Далее к полученному водному раствору сульфаминовой кислоты добавляют уксуснокислый аммоний в количестве, обеспечивающем достижение водородного показателя раствора сульфаминовой кислоты в пределах 4,0-5,0.

Указанные водные растворы нитрита натрия и сульфаминовой кислоты смешивают в объемах, обеспечивающих стехиометрическое взаимодействие нитрита натрия и сульфаминовой кислоты, секундомером фиксируют время достижения максимальной температуры реакционной смесью водных растворов нитрита натрия и сульфаминовой кислоты, электронным термометром фиксируют максимальную температуру разогрева реакционной смеси.

Пример конкретного выполнения.

Готовят водный раствор нитрита натрия со следующим содержанием компонентов, мас. %:

- нитрит натрия 17 - вода пресная 83.

В стакан наливают 41,5 г пресной воды и при постоянном перемешивании механической мешалкой растворяют в ней 8,5 г нитрита натрия. Получают 43 см3 водного раствора нитрита натрия.

Готовят водный раствор сульфаминовой кислоты со следующим содержанием компонентов, мас. %:

- сульфаминовая кислота 20 - гидроксид натрия 8 - уксуснокислый аммоний 4 - вода пресная 68.

В стакан наливают 34,5 г пресной воды и при постоянном перемешивании механической мешалкой добавляют 10 г сульфаминовой кислоты и 4 г гидроксида натрия. Далее к полученному раствору добавляют 2 г уксуснокислого аммония. Объем полученного водного раствора сульфаминовой кислоты составляет 43 см3 с рН=4,58.

Полученные растворы смешивают. Время достижения максимальной температуры реакционной смесью водных растворов нитрита натрия и сульфаминовой кислоты составляет 510 с. Максимальная температура разогрева реакционной смеси водных растворов нитрита натрия и сульфаминовой кислоты составляет 99°С (таблица, опыт 4). Результаты, представляющие практический интерес, получаются при содержании нитрита натрия в водном растворе нитрита натрия 17-46 мас. % и содержании сульфаминовой кислоты в водном растворе сульфаминовой кислоты 20-50 мас. %. Уменьшение содержания нитрита натрия в водном растворе нитрита натрия и сульфаминовой кислоты в водном растворе сульфаминовой кислоты снижает эффективность термохимической обработки пласта из-за низкой температуры разогрева реакционной смеси водных растворов нитрита натрия и сульфаминовой кислоты (таблица, опыт 1), увеличение содержания нитрита натрия в водном растворе нитрита натрия и сульфаминовой кислоты в водном растворе сульфаминовой кислоты не приводит к увеличению разогрева реакционной смеси и повышению эффективности термохимической обработки пласта и экономически нецелесообразно (таблица, опыт 16).

Таким образом, при смешивании указанных в наиболее близком аналоге соотношений компонентов реакционной смеси водных растворов нитрита натрия и сульфаминовой кислоты протекает скоротечная реакция с достижением максимальной температуры разогрева реакционной смесью через 9-12 секунд. При этом значительная часть тепла будет расходоваться на прогрев обсадной колонны скважины и цементного камня.

В предлагаемом способе при смешивании такого же соотношения компонентов реакционной смеси водных растворов нитрита натрия и сульфаминовой кислоты протекает реакция с замедленной скоростью с достижением максимальной температуры разогрева реакционной смеси через 7,8-8,5 минут.

Предлагаемый способ термохимической обработки пласта повышает эффективность теплового воздействия на пласт за счет увеличения времени достижения максимальной температуры разогрева реакционной смесью водных растворов нитрита натрия и сульфаминовой кислоты.

Похожие патенты RU2675394C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ТЕРМОХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПРИЗАБОЙНОЙ ЗОНЫ ПЛАСТА 2015
  • Мамыкин Антон Александрович
  • Муллагалин Ильяс Захибович
  • Харисов Ринат Ямиганнурович
RU2587203C1
Способ термохимической обработки нефтяного пласта 2019
  • Хисаметдинов Марат Ракипович
  • Береговой Антон Николаевич
  • Ризванов Рафгат Зиннатович
  • Ганеева Зильфира Мунаваровна
  • Федоров Алексей Владиславович
  • Нуриев Динис Вильсурович
RU2721200C1
Способ обработки нефтяного пласта 2021
  • Береговой Антон Николаевич
  • Князева Наталья Алексеевна
  • Уваров Сергей Геннадьевич
  • Белов Владислав Иванович
  • Зиатдинова Резида Шариповна
RU2766283C1
СПОСОБ ТЕРМОХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ НЕФТЯНОГО ПЛАСТА (ВАРИАНТЫ) 2017
  • Хисаметдинов Марат Ракипович
  • Михайлов Андрей Валерьевич
  • Ганеева Зильфира Мунаваровна
  • Амерханов Марат Инкилапович
  • Ризванов Рафгат Зиннатович
  • Гаффаров Шамиль Каюмович
RU2652238C1
ТЕРМОХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ДЛЯ УДАЛЕНИЯ АСФАЛЬТЕНОСМОЛОПАРАФИНОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ 2002
  • Рагулин В.В.
  • Шавалеев Н.М.
  • Герасимов Ю.В.
  • Латыпов О.А.
RU2203411C1
СПОСОБ ТЕРМОХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ НЕФТЯНОГО ПЛАСТА 2009
  • Александров Евгений Николаевич
  • Хисамов Раис Салихович
  • Ибатуллин Равиль Рустамович
  • Фролов Александр Иванович
  • Петров Александр Леонидович
RU2401941C1
Способ разработки карбонатного нефтяного пласта (варианты) 2016
  • Хисамов Раис Салихович
  • Хисаметдинов Марат Ракипович
  • Ганеева Зильфира Мунаваровна
  • Федоров Алексей Владиславович
  • Нуриев Динис Вильсурович
RU2618547C1
ТЕРМОХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ДЛЯ УДАЛЕНИЯ АСФАЛЬТЕНОСМОЛОПАРАФИНОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ 2001
  • Рагулин В.В.
  • Шавалеев Н.М.
  • Хасанов М.М.
  • Михайлов А.Г.
RU2186948C1
Термогазохимический состав и способ его применения при обработке призабойной и удаленной зоны продуктивного пласта (варианты) 2022
  • Гладунов Олег Владимирович
  • Козлов Сергей Александрович
  • Фролов Дмитрий Александрович
  • Елесин Валерий Александрович
  • Гатин Ринат Асхатович
  • Латыпов Ренат Тахирович
  • Смирнов Евгений Анатольевич
  • Кожин Владимир Николаевич
  • Демин Сергей Валерьевич
  • Михайлов Андрей Валерьевич
  • Киреев Иван Иванович
  • Пчела Константин Васильевич
  • Болотов Александр Владимирович
  • Минханов Ильгиз Фаильевич
  • Аникин Олег Викторович
  • Варфоломеев Михаил Алексеевич
RU2803463C1
ТЕРМОХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ДЛЯ УДАЛЕНИЯ АСФАЛЬТЕНОСМОЛОПАРАФИНОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ 2003
  • Рагулин В.В.
  • Ганиев И.М.
  • Волошин А.И.
  • Рагулина И.Р.
RU2215866C1

Реферат патента 2018 года СПОСОБ ТЕРМОХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПЛАСТА

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности. Технический результат - повышение эффективности теплового воздействия на пласт за счет увеличения времени достижения максимальной температуры разогрева реакционной смесью водных растворов нитрита натрия и сульфаминовой кислоты. Способ термохимической обработки пласта включает закачку в пласт водного раствора нитрита натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%: нитрит натрия 17-46; вода пресная остальное, и водного раствора сульфаминовой кислоты с рН 4,0-5,0 при следующем соотношении компонентов, мас.%: сульфаминовая кислота 10-50; гидроксид натрия или водный аммиак 8-30; уксуснокислый аммоний 1-7; вода пресная остальное. Закачку в пласт указанных водных растворов осуществляют в объемах, обеспечивающих стехиометрическое взаимодействие нитрита натрия и сульфаминовой кислоты. 1 табл.

Формула изобретения RU 2 675 394 C1

Способ термохимической обработки призабойной зоны пласта, включающий закачку в пласт водного раствора нитрита натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%:

нитрит натрия 17-46 вода пресная остальное

и водного раствора сульфаминовой кислоты, отличающийся тем, что водный раствор сульфаминовой кислоты с рН 4,0-5,0 дополнительно содержит уксуснокислый аммоний при следующем соотношении реагентов, мас.%:

сульфаминовая кислота 20-50 гидроксид натрия или водный аммиак 8-30 уксуснокислый аммоний 1-7 вода пресная остальное

причем закачку в пласт указанных водных растворов осуществляют в объемах, обеспечивающих стехиометрическое взаимодействие нитрита натрия и сульфаминовой кислоты.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2018 года RU2675394C1

ТЕРМОХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ДЛЯ УДАЛЕНИЯ АСФАЛЬТЕНОСМОЛОПАРАФИНОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ 2002
  • Рагулин В.В.
  • Шавалеев Н.М.
  • Герасимов Ю.В.
  • Латыпов О.А.
RU2203411C1
Кислотный состав для обработки призабойной зоны пласта (варианты) 2015
  • Хисамов Раис Салихович
  • Хисаметдинов Марат Ракипович
  • Нуриев Динис Вильсурович
  • Ганеева Зильфира Мунаваровна
  • Ризванов Рафгат Зиннатович
  • Федоров Алексей Владиславович
RU2611796C1
Способ разработки карбонатного нефтяного пласта (варианты) 2016
  • Хисамов Раис Салихович
  • Хисаметдинов Марат Ракипович
  • Ганеева Зильфира Мунаваровна
  • Федоров Алексей Владиславович
  • Нуриев Динис Вильсурович
RU2618547C1
СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПРИЗАБОЙНЫХ ЗОН ДОБЫВАЮЩИХ СКВАЖИН 2008
  • Гусаков Виктор Николаевич
  • Семеновых Алексей Николаевич
RU2373385C1
СОСТАВ ДЛЯ УДАЛЕНИЯ АСФАЛЬТЕНОВ, СМОЛ И ПАРАФИНОВ ИЗ ПРОМЫСЛОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ 1998
  • Манжай В.Н.
  • Юдина Н.В.
  • Прозорова И.В.
  • Алтунина Л.К.
  • Труфакина Л.М.
RU2146725C1
ТЕРМОГАЗОХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ И СПОСОБ ПРИМЕНЕНИЯ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПРИЗАБОЙНОЙ И УДАЛЕННОЙ ЗОНЫ ПРОДУКТИВНОГО ПЛАСТА 2012
  • Заволжский Виктор Борисович
  • Бурко Владимир Антонович
  • Идиятуллин Альберт Раисович
  • Басюк Борис Николаевич
  • Валешний Сергей Иванович
  • Соснин Вячеслав Александрович
  • Демина Татьяна Александровна
  • Ильин Владимир Петрович
  • Кашаев Виктор Александрович
  • Садриев Фердинанд Лябибович
RU2525386C2
US 5183581 A, 02.02.1993.

RU 2 675 394 C1

Авторы

Хисаметдинов Марат Ракипович

Береговой Антон Николаевич

Михайлов Андрей Валерьевич

Зарипов Азат Тимерьянович

Нуриев Динис Вильсурович

Даты

2018-12-19Публикация

2018-02-21Подача